淺析廢煙氣脫硝催化劑環(huán)境管理

郝永利 孫紹鋒 胡華龍

(環(huán)境保護(hù)部固體廢物與化學(xué)品管理技術(shù)中心，北京 100029)

近年來，隨著氮氧化物減排的推進(jìn)，選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝工藝在我國熱電廠得到廣泛采用。但是，在氮氧化物排放大幅度削減的同時，產(chǎn)生了大量的含有毒有害物質(zhì)的廢煙氣脫硝催化劑。需要進(jìn)一步加強(qiáng)對廢煙氣脫硝催化劑的監(jiān)管，防止其對人體健康和生態(tài)環(huán)境造成危害。

1 廢煙氣脫硝催化劑基本情況

目前，國內(nèi)外火電廠90%以上的氮氧化物減排采用選擇性催化還原煙氣脫硝工藝。脫硝催化劑是選擇性催化還原煙氣脫硝工藝的重要原材料，主要由二氧化鈦(TiO2，含量80%～90%)、五氧化二釩(V2O5，含量1%～5%)、三氧化鎢(WO3，含量5%～10%)組成。脫硝催化劑的使用壽命一般為三年，堿金屬中毒是脫硝催化劑失活(即廢煙氣脫硝催化劑)的主要原因之一。通過對廢煙氣脫硝催化劑進(jìn)行再生，可提高或者恢復(fù)廢煙氣脫硝催化劑的活性，使其能夠循環(huán)使用。據(jù)了解，僅約70%～80%的完整廢煙氣脫硝催化劑可進(jìn)行再生，20%～30%破損廢催化劑無法用于再生。整個生命周期中，廢煙氣脫硝催化劑最多可再生3～4 次。不能進(jìn)行再生的廢煙氣脫硝催化劑，只能用于回收其中的金屬或進(jìn)行最終處置。

2 廢煙氣脫硝催化劑的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析

2.1 產(chǎn)生量大，存在二次污染風(fēng)險(xiǎn)

隨著氮氧化物污染物減排工作的推進(jìn)和《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 13223－2011)的實(shí)施，幾乎所有的火電廠均加裝了SCR 煙氣脫硝裝置。按照脫硝催化劑三年的使用壽命推算，2016年前后我國將開始產(chǎn)生大量的廢煙氣脫硝催化劑，并呈逐年增長趨勢，2020年以后穩(wěn)定在25～30 萬m3/a(約合13～15 萬t/a)。

目前，大多電廠將廢煙氣脫硝催化劑作為一般工業(yè)固體廢物管理。部分不能再生的廢煙氣脫硝催化劑被混入粉煤灰中進(jìn)入生活垃圾填埋場或做建材;部分可再生的廢煙氣脫硝催化劑流入工藝簡陋、技術(shù)落后的企業(yè)進(jìn)行再生處理，存在二次污染的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 廢煙氣脫硝催化劑具有危險(xiǎn)特性

廢煙氣脫硝催化劑除了二氧化鈦、五氧化二釩、三氧化鎢外，還含有鉻、鈹、砷和汞等重金屬。我國部分燃煤電廠產(chǎn)生的廢煙氣脫硝催化劑的危險(xiǎn)特性分析結(jié)果表明，廢煙氣脫硝催化劑的主要潛在危險(xiǎn)特性為浸出毒性，其鈹、銅、砷的浸出濃度普遍高于新脫硝催化劑的浸出濃度;部分企業(yè)廢煙氣脫硝催化劑中鈹、砷、汞的浸出濃度超過《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》(GB 5085.3－2007)的有關(guān)要求，具有一定的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 再生利用能力嚴(yán)重不足

因?yàn)閺U煙氣脫硝催化劑未按照危險(xiǎn)廢物管理以及收集和處理成本高等原因，擬從事廢煙氣脫硝催化劑再生和利用的企業(yè)一直持觀望態(tài)度，目前我國的廢煙氣脫硝催化劑再生利用能力嚴(yán)重不足。據(jù)了解，目前僅有數(shù)家廢煙氣脫硝催化劑再生企業(yè)主要分布在江蘇、重慶和四川等地，再生能力約為20000m3/a。由于技術(shù)和成本等因素，我國尚沒有從事廢煙氣脫硝催化劑利用回收有價(jià)金屬的企業(yè)，已有的項(xiàng)目均為小試階段。存在最終無法再生的廢煙氣脫硝催化劑得不到妥善利用處置的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

3 發(fā)達(dá)國家的管理經(jīng)驗(yàn)

據(jù)了解，歐盟和美國等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)普遍將廢煙氣脫硝催化劑按照危險(xiǎn)廢物管理。

3.1 歐洲

《歐盟廢物分類目錄和危險(xiǎn)廢物名單》(European Waste Catalogue And Hazardous Waste List)規(guī)定，含危險(xiǎn)過渡金屬或危險(xiǎn)過渡金屬化合物的廢催化劑為危險(xiǎn)廢物，其中危險(xiǎn)過渡金屬包括:鈦、釩、鎢、鉻、錳、鎳等17 種。因此，將含鈦、釩、鎢等金屬及其金屬化合物的廢催化劑納入危險(xiǎn)廢物管理。

3.2 日本

1970年日本就頒布了固體廢物處理與清除法律，確認(rèn)廢催化劑為環(huán)境污染物。1974年成立了廢催化劑回收協(xié)會，在廢催化劑回收利用協(xié)會的組織下，該國就其催化劑的使用和生產(chǎn)展開了調(diào)查并根據(jù)廢催化劑的組成、形狀、載體、污染程度、中毒情況及產(chǎn)生的數(shù)量等情況，對廢催化劑合理地進(jìn)行了分類，并制定相應(yīng)的回收利用工藝。由于日本的化學(xué)工業(yè)集中，廢催化劑便于集中回收，日本已從廢催化劑中回收有用金屬多達(dá)24種，通常廢催化劑由使用廠、催化劑生產(chǎn)廠及專門回收處理工廠三方協(xié)調(diào)回收事宜。

3.3 美國

美國的環(huán)保法限定，進(jìn)入環(huán)境前的有害物質(zhì)必需轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。因此在美國廢催化劑不允許隨便傾倒，掩埋廢催化劑要繳納巨額稅款。美國EPA 雖然未將廢SCR 脫硝催化劑列入危險(xiǎn)廢物進(jìn)行管理，但某些州環(huán)保局(如加利福尼亞州)認(rèn)為廢SCR 脫硝催化劑含有危險(xiǎn)有害物質(zhì)，要求按照危險(xiǎn)廢物進(jìn)行管理。美國的廢催化劑回收組織為廢催化劑廢棄服務(wù)部，主要負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)美國廢催化劑的回收事宜。美國的一些催化劑制造公司往往與固定的廢催化劑回收公司保持協(xié)作關(guān)系。近年來，美國已逐步采用以綜合性多部門跨學(xué)科的研究計(jì)劃來解決廢催化劑的回收問題。

4 相應(yīng)環(huán)境管理建議

4.1 將廢煙氣脫硝催化劑納入危險(xiǎn)廢物管理

根據(jù)《國家危險(xiǎn)廢物名錄》第二條的規(guī)定，鑒于廢煙氣脫硝催化劑不排除具有危險(xiǎn)特性，且不處理或處理不當(dāng)可能對環(huán)境或者人體健康造成有害影響，應(yīng)將其納入危險(xiǎn)廢物統(tǒng)一管理。

4.2 加強(qiáng)對廢煙氣脫硝催化劑的監(jiān)督管理

嚴(yán)格將廢煙氣脫硝催化劑按照危險(xiǎn)廢物進(jìn)行監(jiān)督管理，落實(shí)危險(xiǎn)廢物申報(bào)登記、轉(zhuǎn)移聯(lián)單和經(jīng)營許可證等相關(guān)法律制度。將脫硝電廠廢煙氣脫硝催化劑的處理情況與煙氣中氮氧化物減排考核掛鉤。各地應(yīng)將脫硝電廠和廢煙氣脫硝催化劑的收集、貯存、再生利用和處置單位納入危險(xiǎn)廢物規(guī)范化管理督查考核范圍。

4.3 引導(dǎo)廢煙氣脫硝催化劑再生和利用企業(yè)快速發(fā)展

研發(fā)和引進(jìn)廢煙氣脫硝催化劑再生和利用技術(shù)，提高我國廢煙氣脫硝催化劑再生和利用技術(shù)水平和處理能力。研究制定廢煙氣脫硝催化劑再生和利用技術(shù)規(guī)范，進(jìn)一步規(guī)范廢煙氣脫硝催化劑再生和利用處置行為。研究制定廢煙氣脫硝催化劑再生和利用的危險(xiǎn)廢物經(jīng)營許可證技術(shù)審查指南，進(jìn)一步規(guī)范危險(xiǎn)廢物經(jīng)營許可證審批工作，提升廢煙氣脫硝催化劑再生和利用的整體水平。

［1］曾瑞. 有關(guān)我國SCR 廢催化劑回收產(chǎn)業(yè)的思考［J］. 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2013，4:55－61.

［2］曾瑞. 淺談SCR 廢催化劑的回收再利用［J］. 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2013，2:39－42．

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［7］程春明，溫雪峰．探索引入第三方機(jī)制的危險(xiǎn)廢物環(huán)境管理新道路［J］．環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2012，37(4):11－13．